Baikal-Ti通信處理器采用高性能的MIPS P5600 CPU

 不到一年之前，我正準(zhǔn)備參加在莫斯科舉辦的匯聚了俄羅斯電子工程師精英的TSMC2014技術(shù)研討會(huì)。在此次活動(dòng)我拜訪的公司中有一家是剛剛成立的，他們正在開發(fā)的一個(gè)令人興奮的新項(xiàng)目采用了MIPS 的CPU。

今天我很高興可以跟大家分享這個(gè)項(xiàng)目的更多細(xì)節(jié)以及其背后的這家公司的情況。

Baikal Electronics是誰?

首先，請(qǐng)讓我介紹一下這個(gè)團(tuán)隊(duì)：Baikal Electronics是一家俄羅斯半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司，為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和工業(yè)應(yīng)用開發(fā)和銷售具有不同性能和功能級(jí)別的高能效的處理器和SoC。

他們正在做的這個(gè)項(xiàng)目叫做Baikal-T1，是一款采用了MIPS P5600 CPU的新型通信處理器。這款芯片將應(yīng)用在大量與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的應(yīng)用中，比如無線路由器、家庭網(wǎng)關(guān)和其他諸如工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

Baikal-T1采用28nm制程工藝，功耗低于5W

Baikal-T1將成為第一顆來自俄羅斯、采用了MIPS Warrior系列 CPU的通信處理器，在性能、技術(shù)節(jié)點(diǎn)和兼容性方面具有強(qiáng)大的競(jìng)爭力。

該芯片的核心是一顆時(shí)鐘頻率為1.2GHz的雙核 MIPS P5600 CPU。Baikal-T1還具有多個(gè)高速(1G/10G 以太網(wǎng), PCIe, SATA 6G, USB)和低速接口(GPIO, I2C, UART, SPI)。芯片的封裝尺寸為25*25mm，基于28nm制造工藝，總功耗不到5W——這是無風(fēng)扇設(shè)計(jì)的理想特性。

該SoC的架構(gòu)框圖如下：

Baikal-T1具有一個(gè)雙核MIPS P5600 CPU

高性能MIPS P5600 CPU總覽

MIPS P5600是一款來自我們高性能的P級(jí)別Warrior處理器、支持OmniShield技術(shù)的32位CPU。這是一個(gè)具有超標(biāo)量、亂序的設(shè)計(jì)，它實(shí)現(xiàn)了Release 5的特性，比如可增加安全性和可靠性的硬件虛擬化和可用于高性能數(shù)據(jù)并行運(yùn)算的128位SIMD引擎。

MIPS P5600最近還獲得了5.6 CoreMark/MHz的分?jǐn)?shù)，這是32位可授權(quán)微處理器IP的單核最高分?jǐn)?shù)。

該CPU的其他特性還包括EVA(Enhanced Virtual Addressing,增強(qiáng)的虛擬尋址)和XPA(eXtended Physical Addressing，擴(kuò)展的物理尋址)，這兩項(xiàng)技術(shù)突破了傳統(tǒng)32位架構(gòu)尋址的限制。比如，XPA將器件中可尋址物理存儲(chǔ)空間擴(kuò)展到最大1TB，另外，由于典型的基于網(wǎng)絡(luò)的工作負(fù)載需要一個(gè)更大的地址空間，EVA將虛擬尋址擴(kuò)展到幾乎全部的4GB空間。因此，這兩個(gè)特性的結(jié)合將緩解軟件性能中最常見的瓶頸問題。

通過與Imagination的緊密合作，Baikal的產(chǎn)品將配置業(yè)界已上市的最先進(jìn)的RISC 架構(gòu)：MIPS CPU在比其他相競(jìng)爭的處理器更低的功耗和更小的面積下提供優(yōu)異的性能。一個(gè)被稱為指令綁定(Instruction Bonding)的特性可以印證這一點(diǎn)，MIPS 的幾代CPU都具有這個(gè)特性。指令綁定允許指令發(fā)射單元將以同樣類型訪問相鄰存儲(chǔ)地址的兩條連續(xù)加載/保存操作合并在一起。對(duì)于密集內(nèi)存的操作，指令綁定會(huì)有兩倍的性能提升，并且節(jié)省帶寬。它可用于加速M(fèi)IPS ISA里定義的多個(gè)加載/存儲(chǔ)指令。

在新興市場(chǎng)獲得成功

Baikal-T1不是MIPS在俄羅斯唯一的成功案例。在這個(gè)月早些時(shí)候，ELVEES宣布他將使用32位和64位MIPS CPU開發(fā)視頻分析處理器。另外，Black Swift——一個(gè)基于MIPS、運(yùn)行OpenWrt的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)板，成功完成了一次眾籌，在Kickstarer上獲得了來自1363位投資者、超過77000美元的資金以幫助該項(xiàng)目順利上市。

有報(bào)告稱，俄羅斯政府每年在計(jì)算技術(shù)方面的花費(fèi)在13億美元左右。俄羅斯許多下一代的計(jì)算設(shè)備很有可能將繼續(xù)采用MIPS的CPU。